Навигация
Образование комплексов с диамагнитными лигандами
30312
знаков
0
таблиц
8
изображений
4. Образование комплексов с диамагнитными лигандами
Комплексообразование молекул с диамагнитными лигандами подчиняется тем же правилам, что и процесс протонирования, зависящий от значения рН. Однако скорости обмена часто настолько малы, что условие быстрого обмена не выполняется. Интересными с точки зрения биологических приложений являются комплексы с ионами металлов, которые играют роль катализаторов в большинстве ферментативных превращений. Особенно часто встречаются комплексы двухвалентных металлов таких, как магний и кальций. Основным веществом в биологических реакциях является адено-зин‑5‑трифосфат, образующий в физиологических условиях комплекс с ионом Mg.
Устойчивость Mg.ATO-KOMiDieKca зависит от температуры. В больших магнитных полях переход от медленного к быстрому обмену происходит примерно при 25°С. При низких температурах можно отдельно наблюдать сигналы от Mg.ATO и свободного АТФ. При повышении температуры наблюдается усредненная резонансная линия, положение которой зависит от концентрации реагентов.
Анализ формы линии позволяет достаточно точно найти значение скорости обмена и энергии активации, которые определяются используемой буферной системой. В отличие от этого комплекса время жизни комплекса с кальцием настолько мало, что при самых сильных магнитных полях выше точки замерзания воды реализуется случай почти быстрого обмена.
Таблица 2.5. Значения энергий активации и скоростей обмена в комплексе М.АТФ
Скорость обмена k_ j -1 /Tfi и энергии активации Д Cj^ сильно зависят от значения рН раствора и от типа ионов, содержащихся в этом растворе. Приведенные в табл. значения вычислены из спектров, показанных на рис. 2.9.
Во многих реакциях ферментативного превращения Mg‑БФЦ сам является субстратом, поэтому ферментативная активность, прежде всего, определяется концентрацией свободного Mg.ATO. Это значение концентрации можно непосредственно определить по спектрам ЯМР из интенсивности соответствующих резонансных линий при понижении температуры. При более высоких температурах можно косвенно судить о концентрациях по химическому сдвигу, если известна константа связывания АТФ с магнием в данных экспериментальных условиях.
5. Перенос поляризации с насыщением
В области медленного обмена используется метод, основанный на переносе поляризации с насыщением. С помощью этого метода часто удается провести более точное и однозначное определение времен корреляции обменных процессов по сравнению с данными, получаемыми из анализа формы линии. Кроме того, метод переноса поляризации с насыщением позволяет получить дополнительную информацию о том, действительно ли две наблюдаемые в спектре резонансные линии соответствуют двум состояниям, между которыми осуществляется обмен. Реализация этого метода достаточно проста. С помощью импульса длительностью ф, воздействующего селективно, т.е. на определенной частоте, проводится насыщение линии В и измерение обычного спектра ЯМР. Этот эксперимент является примером использования метода селективного насыщения для подавления пика растворителя.
Пусть в момент времени ф положение спина, резонансная линия которого подлежит насыщению, изменится и осуществится переход из положения В в положение А. В этом случае интенсивность резонансной линии, соответствующей положению А, уменьшится. Эффективность этого метода, с одной стороны, определяется длительностью интервала ф, в течение которого осуществляется обмен, и скоростью обмена в системе 1/ ХА. С другой стороны, эффект уменьшается по мере установления равновесного распределения Больцмана, которое характеризуется временем продольной релаксации TiА. Формально интенсивность Ia резонансной линии А в зависимости от времени ф, в течение которого проводится насыщение резонансной линии В, описывается следующим выражением:
Для времени насыщения при условии, что оно существенно больше значения Т}А, устанавливается состояние равновесия и отношение интенсивностей линий при наличии или отсутствии насыщения дается формулой
Существует еще одна возможность пометить спин В. Эта возможность может быть реализована посредством инверсии намагниченности, соответствующей спину В, селективным 180°-ным импульсом. При этом эффект воздействия на состояние спина ядра А может быть обнаружен с помощью неселективного детектирующего импульса, который подается на спиновую систему спустя время ф. В этом эксперименте с ростом ф прежде всего уменьшается интенсивность сигнала от ядра А до значения, соответствующего минимальному, а затем возрастает вновь до величины, соответствующей значению для невозмущенной системы.
Источниками погрешностей, которые могут вызывать неверную интерпретацию результатов, является ограниченная селективность инвертирующих и насыщающих импульсов, которые могут искажать соседние линии, а также вызывать ядерный эффект Оверхаузера, неявным образом влияющий на интенсивность резонансных линий, в частности, на сигнал А.
Похожие работы
... измерения параметров открывают многообразные пути его применения в промышленности. Внедрению метода ЯМР препятствовали :сложность аппаратуры и ее эксплуатации, высокая стоимость спектрометров, исследовательский характер самого метода. 2.Общая теория ядерного магнитного резонанса. 2.1.Классическое описание условий магнитного резонанса. Вращающийся заряд q можно рассматривать как ...
... амплитуды, если оказывать воздействие на него в определенной точке "фазы качания". Простая математическая формула выражающая условие резонанса, является основным уравнением ЯМР. Рассмотрим явление ЯМР с точки зрения квантовой механики. Большое число малых магнитных диполей, связанных с ядрами атомов, в отсутствие магнитного поля полностью разупорядочены, т.е. ориентация их статистически ...
... эмиссионная томография (ОЭТ); позитронная эмиссионная томография (ПЭТ). Весь этот комплекс методов позволяет проводить неинвазивное изучение структуры и функций мозга. Психофизиологическое изучение психических процессов и состояний Принципы кодирования информации в нервной системе Сегодня можно говорить о нескольких принципах кодирования в нейронных сетях. Одни из них достаточно просты и ...
... А.Снелл и Л.Миллер экспериментально обнаружили бета-распад нейтрона. В 1951г. это также сделал Дж. Робсон, измерив к тому же период его полураспада. Завершено создание современной квантовой электродинамики (С.Томонага, Р.Фейнман, Ю.Швингер). Изобретен искровой счетчик (Дж. Кейфель). Изобретение нейтронной радиографии (Х.Кальман). Искусственное получение мезонов (Э.Гарднер, Ч.Латтес). К.Гортер ...
0 комментариев